se islandia - Słupskie Prace Geograficzne

se islandia - Słupskie Prace Geograficzne

S ł u p s ki e P r a c e G e o g r a f i c z ne 4 • 2007
Maciej Dąbski
Zakład Geomorfologii, Wydział Geografii i Studiów Regionalnych
Uniwersytet Warszawski
Warszawa
LICHENOMETRYCZNA ANALIZA
ROZKŁADU CZĘSTOŚCI JAKO METODA DATOWANIA
MOREN LODOWCA FLÁA (SE ISLANDIA)
LICHENOMETRIC SIZE-FREQUENCY DISTRIBUTION
AS A TOOL IN FLÁAJÖKULL MORAINES DATING
(SE ICELAND)
Zarys treści: W artykule zaprezentowano wyniki badań lichenometrycznych, przeprowadzonych na wcześniej wydatowanych wałach morenowych lodowca Fláa na Islandii. Ich wynikiem są waŜne spostrzeŜenia, nawiązujące do moŜliwości wykorzystywania krzywej lichenometrycznej T. Bradwella (2004). Daty otrzymane przez autora mają stosunkowo wysoki
stopień zgodności z datami z wcześniejszego datowania, opartego na danych glacjologicznych, kartograficznych i historycznych (Dąbski 2002). Potwierdzono teŜ wystąpienie maksimum zasięgu lodowca Fláa podczas małej epoki lodowej pod koniec XIX w.
Słowa kluczowe: datowanie lichenometryczne, moreny, Islandia
Key words: Lichenometric dating, maraines, Iceland
Wstęp
Metoda lichenometryczna po raz pierwszy uŜyta została w geomorfologii przez
R. Beschela (1950) do datowania moren 24 róŜnych lodowców w Alpach. Od tego
czasu metoda ta było wielokrotnie stosowana i rozwijana (Lock i in. 1979, Innes
1982, 1983a, b, 1985, Caseldine 1990, 1991, Evans i in. 1999). J.B. Benedict (1967,
1985) jako pierwszy zastosował analizę opartą na rozkładzie częstości pomierzonych plech porostów. Ostatnio T. Bradwell (2004) skonstruował dla obszaru południowo-wschodniej Islandii uniwersalną krzywą lichenometryczną, która została
przetestowana przez K.M. McKinzey i in. (2004) w badaniach wieku moren lodowców Skálafells i Heinabergs, a w polskiej literaturze została opisana przez M. Dąbskiego (2005a). Wspomniani badacze po przedyskutowaniu róŜnych lichenome-
61
trycznych metod stosowanych wcześniej doszli do wniosku, Ŝe najlepsze wyniki
osiąga się, stosując zarówno metodę wykorzystującą analizę największych plech porostów (metoda tradycyjna), jak i metodę opartą na analizie gradientu rozkładu częstości
pomierzonej populacji porostów.
W Polsce lichenometrię stosuje się do datowania tatrzańskich piargów i spływów
gruzowych (Kotarba 1988, 2001, 2004) oraz beskidzkich osuwisk (Bajgier 1992;
Bajgier-Kowalska 2002, 2003). Niewiele miejsca poświęca się jednak na dyskusję
nad samą metodą lichenometryczną.
Na temat wieku moren lodowca Fláa (SE Islandia) wypowiadali się: K. Jaksch
(1975), S. Snorrason (1984), M. Dąbski i in. (1998) oraz M. Dąbski (2002). W ostatniej z wymienionych prac zawarto wniosek, Ŝe lichenometryczne datowanie moŜe być
Ryc. 1 PołoŜenie strefy marginalnej lodowca Fláa w SE Islandii. A – szkic geomorfologiczny
na podstawie zdjęcia lotniczego z 1989 r. (Dąbski i in. 1998). B – przybliŜony zasięg zalewu
powstałego wskutek otwarcia się nowej bramy lodowcowej na wiosnę 2001 r.
Fig. 1. Location of the Fláajökull marginal zone in SE Iceland. A – geomorphological sketch
based on an aerial photographs from 1989 (Dąbski et al. 1998), B – rough range of flooded
area after opening of a new glacier gate in spring 2001
62
obarczone znacznym błędem wynikającym z niepewności co do tempa wzrostu porostów oraz z niestabilnych warunków środowiskowych. W pracy M. Dąbskiego
(2002) znajduje się porównanie danych glacjologicznych, kartograficznych i historycznych z datami lichenometrycznymi otrzymanymi przez uśrednianie 5 największych plech porostu Rhizocarpon, zgodnie z metodą stosowaną przez D.J.A. Evansa
i in. (1999), który w ten sposób datował moreny sąsiednich lodowców.
Celem tej pracy jest przedstawienie i przedyskutowanie wyników nowego lichenometrycznego datowania moren lodowca Fláa z zastosowaniem analizy gradientu
rozkładu częstości plech z rodzaju Rhizocarpon, pomierzonych latem 2005 r. Dodatkowo przedstawiono zróŜnicowanie populacji porostów w zaleŜności od ekspozycji
powierzchni kamieni, na których występują plechy.
Teren badań
Lodowiec Fláa (Fláajökull) wypływa na południe z czaszy lodowej Vatna (Vatnajökull), a jego strefa marginalna wraz z morenami znajduje się na wysokości 50-80
m n.p.m. (ryc. 1). Wschodni lob tego lodowca usypał wyraźne wały czołowomorenowe, które od strony zachodniej sąsiadują z morenami lodowców Heinabergs (Heinabergsjökull) i Skalafells (Skalafellsjökull). Lodowce te w latach 1860-1870 tworzyły wraz z Fláajökull jedną wspólną stopę piedmontową (Evans i in. 1999). Rycina
1 (A i B) pokazuje sytuację przed otwarciem i po otwarciu się na wiosnę 2001 r. nowej bramy lodowcowej, która przyczyniła się do usypania grobli i zatopienia znacznej części strefy marginalnej lodowca.
Metody badań
Pomiary porostów z rodzaju Rhizocarpon odbyły się latem 2005 r. z zastosowaniem następujących reguł: 1) mierzono jedynie najdłuŜsze osie (średnice okręgów
opisanych) izolowanych plech o względnie okrągłych kształtach; 2) pomiary dokonywane były z uŜyciem linijki z dokładnością do 1 mm; 3) pola, w których mierzono porosty, wyznaczono wzdłuŜ grzbietów 5 róŜnowiekowych wałów morenowych;
kaŜde z pól miało powierzchnię 6000 m² (20 x 300 m); 4) mierzono tylko względnie
największe napotkane plechy i równocześnie odnotowywano ekspozycję powierzchni
kamienia, na której porost występował: powierzchnia dolodowcowa (N), odlodowcowa (S) lub górna (ryc. 2); 5) pomiarów dokonywano na wszystkich typach skał,
głównie na bazaltach, dolerytach i diabazach. Na kaŜdym wale pomierzono od 497
do 942 plech porostów, a całkowita liczba pomiarów wyniosła 3877.
Procedura przetwarzania danych była taka, jaką stosowali T. Bradwell (2004)
oraz K.M. McKinzey i in. (2004). Plechy podzielono na klasy co 3 mm i wykreślono
histogramy rozkładu częstości dla kaŜdej populacji. Następnie obliczono logarytm
(u podstawy 10) z wartości częstości (wyraŜonych w %), przy czym odrzucono porosty mniejsze od klasy o największej modzie. Dalej wykreślono krzywe regresji, stosując metodę najmniejszych kwadratów. Zgodnie z załoŜeniami metody, im bardziej
63
Ryc. 2. Odnotowywane powierzchnie kamienia porośnięte przez mierzone plechy
Fig. 2. Noted sides of stones on which lichens were measured
nachylona (stroma) jest ta krzywa, tym młodsza jest populacja porostów, zatem do dalszego postępowania wzięto gradienty rozkładów częstości (parametry m) ze wzorów
krzywych regresji y = mx +c (Dąbski 2005a). Gradienty pomnoŜono przez -1 i odniesiono do krzywej opracowanej przez T. Bradwella (2004) dla południowo-wschodniej
Islandii. Taka procedura została zastosowana dla całych pomierzonych populacji porostów na kaŜdym z wałów morenowych, a takŜe oddzielnie dla populacji porostów występujących na dolodowcowych, odlodowcowych i górnych powierzchniach kamieni.
Ryc. 3. Przekrój topograficzny przez profil Hólmsárgarñur (ryc. 1) i recesja lodowca Fláa (Dąbski
2002). Rysunek wykonany na podstawie stereoskopowej pary zdjęć lotniczych z 1989 r.
Fig. 3. Topographic cross-section along the Hólmsárgarñur profile (Fig. 1) and recession of Fláajökull (Dąbski 2002). Drawing based on stereoscopic pair of aerial photographs from 1989
64
Otrzymane daty lichenometryczne zostały zestawione z datami otrzymanymi
z wcześniejszych badań wieku moren lodowca Fláa (Dąbski 2002; ryc. 3), które
opierały się na: bezpośrednich pomiarach połoŜenia czoła lodowca (co roku publikowanych przez Islandzkie Towarzystwo Glacjologiczne w czasopiśmie Jökull),
porównaniu mapy topograficznej w skali 1:50 000 opracowanej na podstawie
zdjęć lotniczych z 1946 r. ze zdjęciem lotniczym z 1989 r., materiałach historycznych (Ahlmann, Thorarinsson 1937, Thorarinsson 1943, Denton 1975) oraz na porównaniu z wynikami datowań stref marginalnych sąsiednich lodowców (Bradwell
2001, Jaksch 1975, Gordon, Sharp 1983, Kirkbridge, Dugmore 2001, Snorrason
1984, Maizels, Dugmore 1985, Thompson, Jones 1986, Thomson 1988, Evans i in.
1999).
Wyniki
Pomierzone populacje porostów na wałach morenowych I, II, III i IV (numer I
oznacza najstarszy wał) są złoŜone i zawierają pojedyncze bardzo duŜe plechy, które
powodują, Ŝe gradient częstości, tak jak i wskaźnik korelacji (R²) mają niskie wartości (ryc. 4, linie ciągłe; tab. 1A). Wyjątkowo duŜa plecha (o średnicy 150 mm) na
morenie III sugeruje, Ŝe ta powierzchnia jest starsza niŜ powierzchnia moreny II, co
jest oczywiście niemoŜliwe. Z kolei pojedyncza największa plecha na morenie I sugeruje, Ŝe jej wzrost rozpoczął się, zanim powstał ten wał morenowy. Ta wyjątkowo
duŜa plecha moŜe być odziedziczona z okresu transportu supraglacjalnego (Griffey
1978), jednakŜe Fláajökull nie ma Ŝadnej znaczącej moreny środkowej, która umoŜliwiałaby taki transport przy względnie ustabilizowanym materiale powierzchniowym. Porost ten mógł być zatem inkorporowany do wału morenowego ze starszej
powierzchni występującej przed wałem.
Tabela 1
Zestawienie gradientów rozkładów częstości (x – 1), wartości R² oraz liczby pomierzonych
porostów dla: A) całych populacji porostów, B) dla populacji bez wyjątkowo duŜych plech
Frequency gradients (x – 1), R² values and number of measured lichens for: A) the whole lichen populations, B) populations without exceptionally large lichens
65
Ryc. 4. Rozkłady częstości plech porostów oraz krzywe regresji rozkładów częstości (Bradwell
2004) dla poszczególnych moren lodowca Fláa – ryc. 3 (wał I jest najstarszy). Linie ciągłe –
krzywe regresji dla całych populacji, linie przerywane – krzywe regresji dla populacji bez wyjątkowo duŜych plech
Fig. 4. Lichen size-frequency distributions and plots according to Bradwell (2004) for consecutive
Fláajökull moraine – fig. 3 (ridge I is the oldest). Solid lines – regression lines for the whole populations, dashed lines – regression lines for populations without exceptionally large lichens
66
Ryc. 5. Krzywa słuŜąca do datowania porostowego (opracowana przez Bradwella 2004)
i wynikające z niej daty formowania się wałów morenowych lodowca Fláa
Fig. 5. Lichen dating curve (according to Bradwell 2004) and dates of Fláajökull moraine
ridges formation
W celu otrzymania sensownych wyników postanowiono odrzucić największe
plechy w następujący sposób. JeŜeli w rozkładzie częstości danej populacji występuje przerwa szerokości co najmniej dwóch klas (6 mm), wtedy odrzucone zostają
wszystkie plechy występujące na prawo od tej przerwy (plechy większe). Po dokonaniu takiego zabiegu wykreślono nowe krzywe regresji (ryc. 4, krzywe przerywane). Nowe gradienty rozkładu częstości dają się wówczas zestawić w sensowny ciąg
(ryc. 4, tab. 1B). Wartości wskaźnika korelacji (R²) takŜe układają się logicznie i rosną od najstarszej do najmłodszej moreny (tab. 1B). Populacja porostów zmierzona
na wale morenowym V ma strukturę prostą, nie zawiera Ŝadnych wyjątkowo duŜych
plech i dlatego opisana powyŜej procedura redukcji populacji nie musiała być zastosowana.
Gradienty rozkładu częstości (po dokonaniu opisanej redukcji) odniesiono do
krzywej opracowanej przez T. Bradwella (2004) o wzorze: y = 7,307 x–0,9, co umoŜliwiło obliczenie wieku moren (ryc. 5). Nowe daty powstania starszych moren są
bardzo podobne do dat otrzymanych podczas wcześniejszych badań (Dąbski 2002;
ryc. 3), jednakŜe w przypadku wałów młodszych istnieją rozbieŜności (tab. 2).
Wyniki analizy gradientu rozkładu częstości populacji porostów z wyszczególnieniem populacji rosnących na dolodowcowych, odlodowcowych i górnych powierzchniach kamieni są przedstawione na rycinach 6-11. Zaobserwowano następujące regularności:
1) porosty rosnące na dolodowcowych (północnych) powierzchniach kamieni stanowią najmniejsze populacje na kaŜdej morenie. JednakŜe procentowy udział
tych porostów w ogólnej liczbie pomierzonych plech na kaŜdym z wałów wzrasta od 16-19% do 26%, ku coraz starszym morenom;
67
2) poza jednym wyjątkiem – najstarszego wału – największe plechy występują na
ciepłych (górnych lub odlodowcowych i południowych) powierzchniach kamieni;
3) populacje na powierzchniach dolodowcowych wykazują najmniejszy gradient rozkładu częstości w stosunku do pozostałych populacji na morenach młodych. Ku
morenom starszym gradient ten się stosunkowo zwiększa i na najstarszej morenie
jest największy (ryc. 11), co sugeruje, Ŝe cecha ta jest zaleŜna od wieku moren;
4) populacja dolodowcowa na kaŜdej morenie charakteryzuje się najmniejszymi
wartościami wskaźnika korelacji R².
Tabela 2
Zestawienie największych porostów oraz daty formowania wałów morenowych lodowca Fláa,
obliczone róŜnymi lichenometrycznymi metodami
Largest lichens and dates of Fláajökull moraine ridges formation according to different lichenometric methods
SL – największa plecha; SL* – największa plecha bez pojedynczej wyjątkowo duŜej (o średnicy 150
mm); 1-in-1000 – pojedyncza przewidywana plecha (Lock i in. 1979); 5 – 5 największych plech (bez
wyjątkowo duŜych); average 5 – średnia z 5 największych plech; A – daty obliczone metodą stosowaną
przez Evansa i in. (1999), na podstawie średniej z 5 największych plech; B – daty obliczone z zastosowaniem krzywej Bradwella (2001) na podstawie pojedynczej największej plechy; C – daty obliczone
z zastosowaniem krzywej Bradwella (2001) oraz pojedynczej przewidywanej plechy “1-na-1000” (Lock
i in. 1979); D – daty uzyskane w tym badaniu, obliczone z zastosowaniem gradientu rozkładu częstości
(Bradwell 2004) z redukcją opisaną w tekście; E – daty otrzymane w poprzednim badaniu (Dąbski 2002)
L – largest thallus; SL* – largest thallus without single exceptionally large lichens (diameter 150 mm);
1-in-1000 – the singe predicted thallus (Lock et al. 1979); 5 – 5 largest thalli (without exceptionally
large ones); average 5 – average of 5 largest thalli; A – dates calculated with the method used by Evans
et al. (1999) based on average of 5 largest thalli; B – dates calculated with use of the Bradwell’s (2001)
dating curve (based on single largest thalus); C – dates calculated with use of the Bradwell’s (2001) dating curve and use of predicted “1-in-1000” thalus (Lock et al. 1979); D – dates obtained in this research,
calculated with use of the frequency gradient (Bradwell 2004) with reduction described in the text;
E – dates obtained in the previous research (Dąbski 2002)
Dyskusja
T. Bradwell (2004) oraz K.M. McKinzey i in. (2004) otrzymali lichenometryczne
gradienty rozkładu częstości dla moren lodowców w południowo-wschodniej Islandii,
wykorzystując do analizy plechy nie mniejsze od klasy modalnej (takŜe te pojedyncze
największe porosty). JednakŜe dla jednej z moren Hólárjökull T. Bradwell (2004)
68
Ryc. 6. Statystyki populacji porostów na I wale morenowym lodowca Fláa. A – krzywa regresji
rozkładu częstości dla populacji dolodowcowych, B – krzywa regresji rozkładu częstości dla
populacji odlodowcowych, C – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji na górnych
powierzchniach kamieni, D – udział poszczególnych populacji w ogólnej liczbie porostów
Fig. 6. Lichen population statistics for Fláajökull moraine ridge I. A – size-frequency plots for
proximal sides of stones, B – size-frequency plots for distal sides of stones, C – size-frequency plots for upper sides of stones, D – share of proximal, distal and upper populations in the total number of measured lichens
Ryc. 7. Statystyki populacji porostów na II wale morenowym lodowca Fláa. A – krzywa regresji
rozkładu częstości dla populacji dolodowcowych, B – krzywa regresji rozkładu częstości dla
populacji odlodowcowych, C – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji na górnych
powierzchniach kamieni, D – udział poszczególnych populacji w ogólnej liczbie porostów
Fig. 7. Lichen population statistics for Fláajökull moraine ridge II. A – size-frequency plots
for proximal sides of stones, B – size-frequency plots for distal sides of stones, C – size-frequency plots for upper sides of stones, D – share of proximal, distal and upper populations in the total number of measured lichens
69
Ryc. 8. Statystyki populacji porostów na III wale morenowym lodowca Fláa. A – krzywa regresji
rozkładu częstości dla populacji dolodowcowych, B – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji odlodowcowych, C – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji na górnych powierzchniach kamieni, D – udział poszczególnych populacji w ogólnej liczbie porostów
Fig. 8. Lichen population statistics for Fláajökull moraine ridge III. A – size-frequency plots for
proximal sides of stones, B – size-frequency plots for distal sides of stones, C – size-frequency
plots for upper sides of stones, D – share of proximal, distal and upper populations in the total
number of measured lichens
Ryc. 9. Statystyki populacji porostów na IV wale morenowym lodowca Fláa. A – krzywa regresji
rozkładu częstości dla populacji dolodowcowych, B – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji odlodowcowych, C – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji na górnych powierzchniach kamieni, D – udział poszczególnych populacji w ogólnej liczbie porostów
Fig. 9. Lichen population statistics for Fláajökull moraine ridge IV. A – size-frequency plots for
proximal sides of stones, B – size-frequency plots for distal sides of stones, C – size-frequency
plots for upper sides of stones, D – share of proximal, distal and upper populations in the total
number of measured lichens
70
Ryc. 10. Statystyki populacji porostów na V wale morenowym lodowca Fláa. A – krzywa regresji
rozkładu częstości dla populacji dolodowcowych, B – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji odlodowcowych, C – krzywa regresji rozkładu częstości dla populacji na górnych powierzchniach kamieni, D – udział poszczególnych populacji w ogólnej liczbie porostów
Fig. 10. Lichen population statistics for Fláajökull moraine ridge V. A – size-frequency plots for
proximal sides of stones, B – size-frequency plots for distal sides of stones, C – size-frequency
plots for upper sides of stones, D – share of proximal, distal and upper populations in the total
number of measured lichens
Ryc. 11. Gradienty rozkładów częstości dla populacji porostów: dolodowcowych, odlodowcowych i występujących na górnych powierzchniach kamieni
Fig. 11. Frequency gradients of lichens’ populations on: proximal, distal and upper sides of
stones
71
otrzymał niewłaściwy wiek z powodu pojedynczej największej plechy, która powinna zostać, jego zdaniem, pominięta. JeŜeli weźmie się pod uwagę wszystkie największe plechy występujące na morenach Fláajökull, otrzymane daty w sposób
oczywisty stają się niewłaściwe, gdyŜ wał III nie moŜe być starszy niŜ wał II (ryc. 3,
4). Względnie wysokie podobieństwo pomiędzy poprzednio otrzymanymi datami
(Dąbski 2002) dla wałów I-IV oraz datami otrzymanymi z pominięciem największych plech wskazuje na słuszność dokonanego zabiegu ograniczenia danych wyjściowych do analizy gradientu częstości. Niewielkie, jednak stałe obniŜanie się wartości wskaźnika korelacji R² w kierunku najstarszego wału morenowego jest logiczne i daje się wytłumaczyć rosnącym wiekiem populacji porostów. T. Bradwell
(2004) oraz K.M. McKinzey i in. (2004), badając moreny Fjallsjökull, Hólárjökull,
Skálafellsjökull i Heinabergsjökull (sąsiadujące z morenami Fláajökull), odkryli taką
samą zaleŜność R² od wieku moren. NaleŜy podkreślić, Ŝe jeŜeli weźmie się do analizy takŜe największe plechy występujące na morenach Fláajökull, to ani wartości
gradientu częstości, ani wskaźnika R² nie będą układały się w logiczne ciągi. Metoda odrzucenia największych plech pozwala na uzyskanie sensownych dat dla badanych moren (tab. 2).
Zastosowana w odniesieniu do wału morenowego V metoda pozwoliła uzyskać
datę AD 1944, która jest o 9-10 lat młodsza od daty uzyskanej w poprzednim badaniu (Dąbski 2002; tab. 2). Ta rozbieŜność nie jest spowodowana redukcją największych plech, gdyŜ na tym wale takie nie występują (ryc. 4). Materiał powierzchniowy na wale V został zdeponowany w latach 1934/35, co wiadomo na podstawie
bezpośrednich pomiarów glacjologicznych (Sigurdsson 2000), prowadzonych
wzdłuŜ profilu Hólmsárgarður, połoŜonego w południowo-zachodniej części badanych moren (Dąbski 2002). Data ta określa zatem połoŜenie czoła dokładnie wzdłuŜ
tego profilu. Glacjologiczne pomiary wykazały w roku 1941 transgresję czoła o 59 m,
po której nastąpiła dalsza recesja. Biorąc pod uwagę następujące fakty: 1) pole testowe dla pomiarów lichenometrycznych obejmowało aŜ 300 m długości grzbiety
wału, 2) czoło lodowca Fláa charakteryzuje się licznymi, bardzo małymi lobami, 3)
w 1941 r. doszło do wspomnianego wahnięcia połoŜenia czoła, trzeba stwierdzić, Ŝe
kilkuletnia niedokładność w określeniu wieku materiału powierzchniowego V wału
morenowego wydaje się usprawiedliwiona.
RóŜnice pomiędzy datami otrzymanymi przez uśrednianie 5 największych plech
(Evans i in. 1999) a datami otrzymanymi w tym badaniu i w badaniu poprzednim
(Dąbski 2002; tab. 2 A, D, E) wynikają z róŜnic metodycznych. MoŜliwa niestabilność powierzchni moreny wynikająca ze zróŜnicowanego tempa wytapiania się zagrzebanego lodu (Everest, Bradwell 2003) moŜe przyczyniać się do rozbieŜności
w datach, jednakŜe bryły zagrzebanego lodu lodowcowego zostały odkryte jedynie
na najmłodszym wale morenowym Fláajökull. Innymi utrudnieniami w lichenometrycznym datowaniu tych moren są: niepewność co do czasu opóźnienia kolonizacji
(czasu wkroczenia pierwszych porostów po depozycji moreny), zmieniające się warunki środowiskowe (głównie klimatyczne) oraz procesy peryglacjalne (Dąbski,
Gryglewicz 1998, Dąbski 2002, 2005b).
Daty otrzymane z uŜyciem krzywej T. Bradwella (2001), opierającej się na pojedynczej największej plesze (ale z pominięciem pojedynczej wyjątkowo duŜej plechy),
72
sugerują, Ŝe wały moreny Fláajökull o numerach: I, II, III i IV zostały zdeponowane
w XIX w. (tab. 2B), co w świetle innych danych (Dąbski 2002; tab. 2E) wydaje się
niemoŜliwe. Ekstrapolacja krzywej regresji na wykresie rozkładu częstości pozwoliła
na uzyskanie „1 na 1000” (ang. 1-in-1000) plechy w kaŜdej z populacji (tab. 2; Lock
i in. 1979). Daty obliczone z wykorzystaniem tej metody i z uŜyciem krzywej T. Bradwella (2001; tab. 2C), wskazują, Ŝe najstarszy wał morenowy Fláajökull został opuszczony przez lodowiec na początku XIX w., co byłoby argumentem potwierdzającym
wyniki badań K.M. Mckinzey i in. (2004). JednakŜe tak otrzymane daty nie mogą zostać zaakceptowane ze względu na to, Ŝe nie zgadzają się z bezpośrednimi pomiarami
glacjologicznymi w przypadku wału V (ryc. 3; tab. 2E).
Lodowce wypływające na południe z czaszy Vatna podczas małej epoki lodowej
osiągnęły swoje maksymalne pozycje pod koniec XIX w., jak sądzą H.W. Ahlmann
i S. Thorarinsson (1937), S. Thorarinsson (1943), H.J. Guñmundsson (1997) oraz
D.J.A. Evans i in. (1999). Z poglądem tym nie zgadzają się M.P. Kirkbridge
i A.J. Dugmore (2001), T. Bradwell (2001, 2004) oraz K.M. McKinzey i in. (2004),
którzy obliczają wiek najstarszych moren czołowych tych lodowców na wcześniejszy. K.M. McKinzey i in. (2004) uwaŜają jednak, Ŝe Skálafellsjökull osiągnął swoją
maksymalną pozycję na początku XIX w., natomiast sąsiadujący z nim od wschodu
Heinabergsjökull nieco później. Biorąc zatem pod uwagę fakt, Ŝe Fláajökull jest kolejnym lodowcem występującym na wschód od Heinabergsjökull, wydaje się prawdopodobne, Ŝe lodowiec ten osiągnął swoje maksimum jeszcze później – pod koniec
XIX w. (na co wskazują wyniki niniejszego badania lichenometrycznego). Ta sekwencja w transgresjach poszczególnych sąsiadujących ze sobą lodowców moŜe być
wytłumaczona stopniowym przemieszczaniem się w kierunku północno-wschodnim
strefy zwiększonej akumulacji śniegu na polu firnowym Vatnajökull.
Mała liczba porostów występujących na dolodowcowych stronach kamieni (ryc. 610D) moŜe być efektem panujących warunków mikroklimatycznych (ekspozycja
NNW, spływ katabatycznych wiatrów lodowcowych), które mogą niekorzystnie
wpływać na rozwój porostów. Ocienione strony głazów w Północnej Walii mają takŜe
stosunkowo niewielkie pokrycie plechami Rhizocarpon (Pentecost 1979). JednakŜe na
młodych morenach Fláajökull dolodowcowe populacje porostów mają najmniejszy
gradient częstości (ryc. 11) oraz najmniejsze wartości wskaźnika korelacji R², co
wskazuje na ich starszy wiek w porównaniu z populacjami występującymi na odlodowcowych i górnych częściach kamieni. Wynika z tego, Ŝe pionierskie plechy kolonizują najpierw strony zacienione kamieni (dolodowcowe), ale później ich liczba ustępuje szybko rosnącej populacji porostów na ciepłych stronach kamieni. Wyniki te zgadzają się z wynikami R.A. Armstronga (2002), który wykazał, Ŝe ściany skalne o ekspozycji północno-zachodniej szybciej pokrywają się młodymi plechami Rhizocarpon
geographicum w porównaniu ze ścianami o ekspozycji południowo-wschodniej, ale
równocześnie śmiertelność wśród plech porastających ściany północne jest większa.
W stronę coraz starszych wałów morenowych róŜnice pomiędzy poszczególnymi populacjami pomierzonych plech maleją. Zastanawiające jest odwrócenie się wspomnianej tendencji zmiany gradientu częstości oraz „odmłodzenie” polodowcowej populacji
porostów na najstarszym wale morenowym (ryc. 11). Wytłumaczenie tego zjawiska
wymaga przeprowadzenia dalszych szczegółowych badań.
73
Wnioski
Lichenometryczna krzywa T. Bradwella (2004) opracowana dla południowo-wschodniej Islandii, opierająca się na gradiencie rozkładu częstości, została przetestowana na wcześniej wydatowanych wałach morenowych lodowca Fláa. Z przeprowadzonych badań wynikają następujące wnioski:
1. Wyjątkowo duŜe plechy z rodzaju Rhizocarpon, dające się przedstawić jako prawe krańce wykresu rozkładu częstości populacji porostów, nie powinny być brane do datowania moren z wykorzystaniem krzywej T. Bradwella (2004). Dla moren Fláajökull wydaje się właściwe odrzucenie wszystkich plech występujących
na prawo od pierwszej (najbliŜej do klasy modalnej) przerwy w wykresie rozkładu częstości szerokości co najmniej 6 mm. Tylko taki zabieg pozwala osiągnąć
logiczną sekwencję wiekową datowanych moren. Daty otrzymane na podstawie
przeprowadzonej w ten sposób analizy rozkładu częstości porostów mają stosunkowo wysoki stopień zgodności z datami z wcześniejszego datowania, opartego
na danych glacjologicznych, kartograficznych i historycznych (Dąbski 2002).
2. Potwierdza się wystąpienie maksimum zasięgu lodowca Fláa podczas małej epoki lodowej pod koniec XIX w.
3. Metoda analizy gradientu rozkładu częstości populacji porostów z rodzaju Rhizocarpon pozwala uchwycić róŜnice pomiędzy populacjami porostów z zaleŜności od ekspozycji ścian kamieni. Wyniki analizy wskazują, Ŝe badane porosty szybciej wkraczają na zacienione części kamieni, ale później ich liczba ustępuje gwałtownie rozwijającej się populacji porostów na ciepłych stronach kamieni. Wyniki przeprowadzonej analizy lichenometrycznej rzucają nowe światło na pytanie wysunięte przez R.H.
Haines-Young (1983), dotyczące ekologicznych uwarunkowań rozwoju porostów
słuŜących do lichenometrycznego datowania w geomorfologii.
Podziękowania
Autor pragnie podziękować uczestnikom wyprawy na Islandię, zorganizowanej
przez 99. Warszawską DruŜynę Wędrowniczą „Druidzi”, za pomoc w Ŝmudnych pomiarach lichenometrycznych. Szczególnej pomocy w badaniach terenowych i w dyskusji
nad wynikami udzielili: Julia Budziszewska, Janek Kaseja oraz Aleksander Tittenbrun,
za co Im serdecznie dziękuję. Przeprowadzenie badań terenowych było moŜliwe dzięki
finansowej pomocy Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych UW oraz dzięki firmie
Leclerc.
Literatura
Ahlmann H.W., Thorarinsson S., 1937, Previous investigations of Vatnajökull, Marginal oscillations of its Outlet-Glaciers and General Description of its Morphology, Geografiska
Annaler, 19 A, s. 176-211
74
Armstrong R.A., 2002, The effect of rock surface aspect on growth, size structure and competition in the lichen Rhizocarpon geographicum, Environmental and Experimental Botany,
48, s. 187-194
Bajgier M., 1992, Zastosowanie lichenometrii w datowaniu osuwisk w Beskidzie Śląskim,
Annales Societatis Geologorum Poloniae, 62, s. 339-346
Bajgier-Kowalska M., 2002, Zastosowanie lichenometrii w datowaniu stoków osuwiskowych
w Beskidzie śywieckim (Karpaty fliszowe), Czasopismo Geograficzne, 73, 3, s. 215-230
Bajgier-Kowalska M., 2003, The application of lichenometry in dating of the landslide slopes
in the Flysch Carpathians, Geomorfologia Slovaca, 3, 1, s. 16-18
Benedict J.B., 1967: Recent glacial history of an alpine area in the Colorado Front Range,
USA. I. Establishing a lichen growth curve, Journal of Glaciology, 6, s. 817-832
Benedict J.B., 1985, Arapaho Pass: glacial geology and archeology at the crest of the Colorado Front Range, Center for Mountain Archeology, Research Report, 3
Beschel R., 1950, Flechten als Altersmaßstab rezenter Moränen, Zeitschrift für
Gletcherkunde und Glazialgeologie, 1, s. 152-161
Bradwell T., 2001, A new lichenometric dating curve for southeast Iceland, Geografiska Annaler, 83 A, s. 91-101
Bradwell T., 2004, Lichenometric dating in southeast Iceland: the size-frequency approach,
Geografiska Annaler, 86 A, s. 31-41
Caseldine C.J., 1990, A review of dating methods and their aplication in the development of
a chronology of Holocene glacier variations in northern Iceland. W: Gletscher- und landschaftsgeschichtliche Utersuchungen im Nordisland. Münchner Geographische Abhandlungen, B 8, s. 59-82
Caseldine C. J., 1991, Lichenometric dating, lichen population studies and Holocene glacial
history in Tröllaskagi, northern Iceland. W: Environmental Change in Iceland: Past and
Present. Glaciology and Quaternary Geology, Dordrecht, s. 219-233
Dąbski M., 2002, Dating of the Fláajökull moraine ridges, SE – Iceland; comparison of the
glaciological, cartographic and lichenometrical data, Jökull, 51, s. 17-24
Dąbski M., 2005a, Zastosowanie lichenometrii w badaniach geomorfologicznych, Monitoring
Środowiska Przyrodniczego, 6, s. 41-45
Dąbski M., 2005b, Small-scale Sorted Nets on Glacial Till, Fláajökull (Southeast Iceland)
and Elisbreen (Northwest Spitsbergen), Permafrost and Periglacial Processes, 16, s. 305-310
Dąbski M., Gryglewicz E., 1998, Selected forms of frost sorting in the marginal zone of Fláajökull (Iceland), Biuletyn Peryglacjalny, 37, s. 19-34
Dąbski M., Fabiszewski B., Pękalska A., 1998, Marginal zone of Fláajökull (Iceland). Initial
result of Research, Miscellanea Geographica, 8, s. 47-54
Denton G.H., 1975, Glaciers of Iceland. W: Mountain Glaciers of the Northern Hemisphere,
Vol. 2. Corps of Engineers, US Army, Hannover, s. 834-864
Evans D.J.A., Archer S., Wilson D.J.H., 1999, A comparison of the lichenometric and
Schmidt hammer dating techniques based on data from the proglacial areas of some Icelandic glaciers, Quaternary Science Reviews, 18, s. 13-41
Everest J., Bradwell T., 2003, Buried glacier ice in southern Iceland and its wider significance, Geomorphology, 52, s. 347-358
Gordon J.E., Sharp M., 1983, Lichenometry in dating recent glacial landforms and deposits,
southern Iceland, Boreas, 12, s. 191-200
Griffey N.J., 1978, Lichen growth on supraglacial debris and its implication for lichenometric studies, Journal of Glaciology, 20, s. 163-172
Guñmundsson H. J., 1997, A Review of the Holocene Environmental History of Iceland, Quaternary Science Reviews, 16, s. 81-92
75
Haines-Young R.H., 1983, Size variation of Rhizocarpon on Moraine Slopes in Southern
Norway, Arctic and Alpine Research, 15, s. 295-305
Innes J.L., 1982: Lichenometric use of an aggregated Rhizocarpon species, Boreas, 11, s. 53-57
Innes J.L., 1983a: Lichenometric dating of debris-flow deposits in the Scottish Highlands,
Earth Surface Processes and Landforms, 8, s. 579-588
Innes J.L., 1983b: Size-frequency distributions as a lichenometric technique: an assessment,
Arctic and Alpine Research, 15, s. 285-294
Innes J.L., 1985, Lichenometry, Progress in Physical Geography, 9, s. 187-254
Jaksch K., 1975, Das Gletschervorfeld des Solheimajökull, Jökull, 25, s. 34-38
Kirkbridge M.P., Dugmore A.J., 2001, Can lichenometry be used to date the “little Ice Age”
glacial maximum in Iceland?, Climatic Change, 48, s. 151-167
Kotarba A., 1988, Lichenometria i jej zastosowanie w badaniach geomorfologicznych w Tatrach, Wszechświat, 89, 1, s. 13-15
Kotarba A., 2001, Lichenometryczne oznaczanie wieku form rzeźby wysokogórskiej, Prace
Geograficzne, 179, s. 197-208
Kotarba A., 2004, Holoceńskie przemiany środowiska przyrodniczego Tatr Wysokich. W: Przyroda-Człowiek-Bóg, Kraków, s. 57-67
Lock W.W., Andrews J.T., Webber P.J., 1979, A manual for lichenometry, British Geomorphological Research Group, Technical Bulletin, 26
Maizels J.K., Dugmore A.J., 1985, Lichenometric dating and tephrochronology of sandur deposits, Sólheimajökull area, southern Iceland, Jökull, 35, s. 6978
McKinzey K.M., Orwin J.F., Bradwell T., 2004, Re-dating the moraines at Skálafellsjökull
and Heinabergsjökull using different lichenometric methods: implications for the timing
of the Icelandic Little Ice Age maximum, Geografiska Annaler, 86 A, s. 319-335
Pentecost A., 1979, Aspect and slope preference in a saxicolous lichen community, Lichenologist, 11, s. 81-83
Sigurdsson O., 2000, Glacier variations 1930-1960, 1960-1990 and 1996-1997, Jökull, 48,
s. 63-69
Snorrason S., 1984, Mýrarjöklar og Vatnsdalur, Uniwersytet Oslo, maszynopis pracy magisterskiej
Thompson A., 1988, Historical Development of the Proglacial Landforms of Svínafellsjökull
and Skaftafellsjökull, Southeast Iceland, Jökull, 38, s. 17-30
Thompson A., Jones A., 1986, Rates and causes of proglacial river terrace formation in
southeast Iceland: an application of lichenometric dating techniques, Boreas, 15, s. 231-246
Thorarinsson S., 1943, Oscillations of the Icelandic Glaciers in the last 250 years. Vatnajökull, Scientific Results of the Swedish-Icelandic Investigation 1937-38-39, Geografiska
Annaler, 1-2, s. 1-54
Summary
A recently elaborated lichenometric dating curve for SE Iceland based on an analysis of
the size-frequency gradient has been tested on moraines of Fláajökull, a southeastern outlet
glacier flowing from the Vatnajökull ice-cap. The moraines were previously dated based on
different sources of information, mostly: glaciological, cartographical and historical. In summer 2005, 3877 thalli of Rhizocarpon agg. were measured on 5 testing fields, each on a single moraine ridge deposited since the Little Ice Age maximum. It was found that there are ex76
ceptionally large lichens which should not be used for lichenometrical dating of Fláajökull
moraines. The method of large thalli reduction in data processing was proposed for the moraines. The obtained data relatively well correlate with previous dating and confirm late 19th
c. maximum of LIA for Fláajökull. There is a consistent difference in the size-frequency gradient between lichen populations growing on proximal, distal and upper sides of stones which
allow to infer that pioneer lichens colonise shaded and damp areas (proximal sides of stones)
but later they are outnumbered by lichens growing on the sunny sides on stones. This sheds
further light on the use of the size-frequency gradient method and provides some information
on lichen dynamics dependant on ecological conditions.
77